섹션 개요

  • 　XCTD(eXpendable CTD)はセンサの付いたプローブを船舶から投下して海水中を自由落下しながら水温と塩分の鉛直分布を計測する投下式塩分水温深度計です（図1）。プローブは細い信号伝送ワイヤを介して船上局と繋がっており、船上でリアルタイムに計測値をモニターすることができます(図２)。プローブが観測目的水深まで達したら信号伝送ワイヤは切断され、プローブは回収することなく海中に投棄されてしまうことから「使い捨てCTD」と呼ばれています。海中に落下するプローブと船上側に残るケースの中の両方にワイヤがコイルされており、投下地点を起点に「船の進む方向」と「プローブの落下する方向」の2方向に対してワイヤが繰り出されるので（図3）、非常に細い線であっても観測の途中で切れることなく水深1000-2000mまでの観測が可能になっています。

    XCTD 観測図

    図1　XCTD観測図


    XCTD システム構成図

    図2　XCTDシステム構成図



    図３ 信号伝送ワイヤの繰り出し

    　ケースとプローブにスプール（糸巻）が備わっており、観測中はその両方から信号伝送ワイヤが繰り出されます。信号伝送ワイヤは非常に弱い力でもスムースに引き出されるようスプールに巻きつけてあります。そのため、線が破断するような張力がかかることはなく、プローブの自由落下が妨げられることもありません。

    　船舶を観測点に停船させるには時間がかかります。その点、XCTDは船を走らせながら観測できるうえ観測時間も短いため、時空間的に高密度の水温・塩分プロファイルを得たい場合や航海中の観測時間を節約したい場合にその使用が選択されます。また、CTD採水システムなど大型の機器を使用できない荒天時でも観測できます。しかしながら、取得データの精度は有線式あるいは自己記録式のCTD測器と比較して低くなります。特に、XCTDには圧力センサが内蔵されておらず、圧力を直接計測することで深度を求めているその他のCTD測器とは深度値の性質が異なります。XCTDの深度（d）はプローブの着水から海中を落下する経過時間（t）から自由落下を想定する経験式（１）を用いて求ます。

     

    d(t) = at + bt2　・・・・・・・・（１）

     

    　経験式（１）のa,bはプローブの種類毎に与えられる定数で、より精度の高いCTD測器との比較観測に基づいて経験的に決められています。これらの係数はプローブ内部のRAMに記録されており、ランチャにプローブを装着することで自動的にデータ収録PCに読み込まれます。

    　XCTDが水深ごとの温度と塩分を測定できるのに対し、水深ごとの水温のみを測定するXBT（eXpendable Bathy Thermograph）も広く利用されています。製品としての開発順はXBTが先です。

    図4　XCTDランチャを構える観測者